[发明专利]针对基于吸附的车载按需辛烷和按需十六烷的热交换器配置

说明书

一种车辆推进系统、车辆燃料系统以及操作内燃机的方法。构成所述燃料系统的一部分的分离单元包含一个或多个基于吸附剂的室，以便分离单元可以选择性地接收车载燃料的至少一部分并且将其分成辛烷增浓的燃料组分和十六烷增浓的燃料成分。供应箱包含三个隔室，其中第一隔室容纳所述车载燃料，第二隔室从分离单元接收汽化吸附质并且使其至少一部分冷凝成富辛烷燃料组分或富十六烷燃料组分中的一种，而第三隔室可以储存冷凝和富集的燃料组分或有助于更多汽化吸附质冷凝。冷凝的发生是通过存在于供应箱的各个隔室内的车载燃料与汽化吸附质之间的热交换。可以使用控制器来确定内燃机的特定操作状况，以便能够将车载燃料传送到内燃机内的一个或多个燃烧室，而不首先传送通过分离单元，或者在内燃机可能需要富辛烷或富十六烷混合物的情况下改为传送到分离单元。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月31日提交的美国申请序列号15/885,084的优先权，所述美国申请的全部公开内容特此通过引用并入。

背景技术

本公开总体上涉及一种用于将车载燃料选择性地分成富辛烷组分和富十六烷组分的车辆燃料系统，并且更具体地涉及一种以减少与此燃料分离活动相关的尺寸、重量以及复杂度的方式促进热平衡作为此车载燃料分离的一部分的系统。

发明内容

在用于车辆推进的内燃机(ICE)的领域中，四循环变体(具有其进气、压缩、燃烧和排气冲程)是最常用的，其中燃烧通常通过火花点火(SI)或压缩点火(CI)操作模式实现。在基于SI的模式下，将空气和燃料(通常是富辛烷汽油)的混合物引入到燃烧室中，以进行压缩并且随后通过火花塞点火。在基于CI的发动机中，将燃料(通常为富十六烷柴油燃料)引入到燃烧室中，在所述燃烧室中，空气已经以高度压缩的形式存在，使得所述室内的伴随压力增加而升高的温度使燃料自动点火。在这两种模式下，CI模式倾向于以较高的效率操作，而SI模式倾向于以较低的排放操作。

各种发动机概念或配置可以模仿SI操作模式的相对低的排放，同时满足CI操作模式的高效率操作。此类概念有不同的名称，并且包含汽油直接喷射压缩点火(GDCI)、均质充量压缩点火(HCCI)、反应性控制的压缩点火(RCCI)以及其它。在一种形式中，可以使用单一燃料，而在其它形式中，可以引入通常呈选择性辛烷富集或十六烷富集的形式的具有不同反应性的多种燃料。尽管可能执行按需辛烷(OOD)或按需十六烷(COD)作为为这些发动机加注燃料的方式，但此类活动可能充满问题。例如，使相应辛烷富集的或十六烷富集的部分呈预分离形式涉及并行使用至少两个车载存储箱和相关联的递送导管。另外，时间和以及在此情况下与车辆燃料补充活动相关联的复杂性使操作者失误的可能性变得显著。同样，单一市场燃料被车载时的OOD或COD生成可能需要蒸馏或基于膜的渗透蒸发(permeation-evaporation/pervaporation)活动，所述蒸馏或基于膜的渗透蒸发活动伴随着车载燃料改革基础设施的大小、重量和整体复杂性方面的显著增加。这些困难特别严重，因为其涉及实现与基础燃料富集活动相关联的热平衡。如此，一种将此基础设施集成到车载燃料分离系统中的简化方法是有保证的。